齿轮损坏原因

齿轮损坏的主要原因大致分为：磨损；起麻点、剥落、渗碳层碎裂；疲劳；撞击；波纹、起棱和冷变形。大多数齿轮的损坏是因为齿轮载荷过大，或者因不正确的换档或操纵离合器引起撞击或震动载荷。如果一个齿轮内部有缺陷，只有通过金相检查才能确定。

磨损

磨损是表面材料从齿轮上的去除。它可能是缓慢的，如划伤，或是迅速的，如擦伤。磨损有三种型式：

粘附磨损—由金属与金属接触，并且表面粘接到一起而后撕离所造成．原因可能是润滑油不足，或齿轮没有正确啮合。

磨料磨损―由外界颗粒，如灰尘和砂粒造成。

腐蚀磨损―由污染的润滑油或者添加剂产生的对齿轮表面的化学侵蚀。

图1是一种粘附型磨损，可能的起因是润滑油不足，或是齿轮啮合不正确。

图2 中齿轮齿面的中等磨损使工作的节线变得清晰可见（箭头所指）。这种磨损是由于润滑油中磨料引起的

。

图3 中齿轮因为润滑油不足在重压力下造成金属与金属直接接触而产生刻伤。磨损表面上的水平线是节线（箭头所示）。

图4 中刻伤的早期阶段在齿轮上部显示出斑点的渡霜似样式．损伤在这个阶段是轻微的。

图5重的刻伤发生在节线以上和以下，通常损伤会迅速发展致使齿轮不能使用。

图6是一种磨料磨损。

图7是一个特别严重的磨损，齿轮齿的大部分已经由于润滑油中磨料颗粒的积聚而磨掉。

图8是腐蚀磨损，由润滑油中的污染物或添加剂引起的。

齿轮损坏原因分析

图9 所示的齿轮表面是因受化学作用而损伤的。这种磨损将要继续下去，直到齿轮不能使用为止。化学磨损是由污染的润滑油、润滑油的－混合物或添加剂造成的。

起麻点、剥落和渗碳层碎裂

起麻点是一种疲劳缺陷，当齿轮上有小颗粒从齿面脱落后出现。当啮合齿轮的表面进入接触状态时，这些表面上的反复应力能造成麻点。它们沿接触线开始，这里是配合零件的齿上压力最大的地方，一般是由于载荷过大造成的．疲劳裂纹常常在麻点区开始．剥落是麻点进一步发展的严重形式，齿轮的一部分可能裂掉。渗碳层碎裂通常表现为沿齿面裂开的裂纹。它常常是由过大的工作载荷造成的。

图10 所示偏轴小齿轮中的“修正”麻点是由很小的坑穴组成的，这些坑穴不会发展到超过起初阶段的样子，并且常常会“痊愈”变好的。

图11 中的麻点在螺旋面的外端（此图中齿轮的右边）开始，原因是中心线稍有失调，麻点慢慢地向齿的中部进展最后停止进展，表面开始抛光，表示载荷沿齿面分配变得更均匀了．这种麻点是无害的。

与上述相反，图12 中所示有害的麻点是因载荷过大而造成的。

图13麻点毁坏齿轮的齿面。

图14 中的麻点发生在齿根接触处，沉重的接触发生在麻点位置，因为超载荷齿没有正确啮合。

图15 中的驱动小齿轮出现严重的麻点和剥落，轮齿彻底毁坏。

图16渗碳层（硬化的表面）压碎，表现在该锥形齿轮接触表面上是纵长的裂纹．主要的裂纹从渗碳层心部结构的深处开始，慢慢向表面延伸。

齿轮损坏原因分析

渗碳齿轮（用加热表面、转变成高碳钢而后淬火硬化的齿轮）渗碳层压碎的初始形式见图17 左侧，最后的阶段见图17 的右侧。这个齿轮是由于超载荷造成的，需要作金相分析断定失效的可能原因。

疲劳

疲劳疲劳一般是由于重复的、过大的载荷造成的，它常常是在齿轮齿根或靠近齿根处断裂。疲劳缺陷可能是从特别高的负荷造成的小裂纹开始，并且在正常使用状态下继续发展，直到齿轮失效

图18是齿轮的典型疲劳缺陷，其特点是有光滑的地方．它是由重的载荷或震动载荷（不正确的换档和操纵离合器）造成的。

图19 所示齿轮有齿发生根部疲劳破坏。

图20是一个从齿根圆角伸展到齿轮中心孔的疲劳裂纹，需要金相的检查以确定造成缺陷的起因。

图21是在齿轮的若干齿上，由于重复的重载荷引起的断折的情况。标有“A ”字的齿看来是由于疲劳裂纹首先折断的（注意光滑、似夭鹅绒般的地带）。

图22是另一疲劳断折的情况。箭头指明裂纹在断折处左边缘开始，那里有一个小坑，靠近齿受压侧啮合区的底部。紧靠裂源（箭头指处）旁的地区受到充分的磨擦，说明裂纹起初发展缓慢。

图23 所示为表面硬化齿轮（齿的外表面硬化）的疲劳断裂，开始于齿根处，出现在齿的两侧（箭头所指）向齿的中部发展会合。可能需要进行冶金试验来断定缺陷的起因。

图24 中行星齿轮的大部分齿顶已碎掉。作业载荷产生的应力在这个点引起裂纹。最后，可能是由于疲劳，这些裂纹继续发展，直到齿的表面。如果这是在短的使用之后发生的，可能表面硬化深度过大，需要作金相检查来作出判断。

撞击

撞击缺陷一般地是由粗暴操纵产生的沉重载荷引起的。通常发生在齿根或近齿根处，并断折的表面呈灰色粒状，没有缺陷发展过程的痕迹。

图25 所示为渗碳齿轮齿角被敲坏和碎落的情况，齿角在破断之前受到重复的撞击，潜留下许多表面断折的特性。多半是由于不正当的换档引起了这种缺陷。

图26 所示硬化的齿轮为断面上呈现灰色颗粒状外观的典型的撞击缺陷。它没有疲劳断

折的光滑外观的特征。这种缺陷多半是由于不止当的操纵离合器或不正当的换档造成的。

波纹、起棱和冷变形

波纹、起棱和冷变形较少发生，并且破坏性似乎也较小。它们显示的是材料发生变化和表面变形的一种表面状态。

图27 所示齿轮，表面上有波纹，是在硬化的偏轴伞齿轮上产生波纹的典型状态。波纹一般出现在高载荷的齿轮上。

图28 所示硬化齿轮起棱可能是由于超载荷造成的。

图29 所示为中等硬度齿轮的冷变形推进阶段的情况。这种齿轮比表面硬化的齿轮更易于产生冷变形。材料己经翻卷到轮齿顶边之上，结果齿轮的齿型损坏。重载荷多半是引起这种金属移动的原因。

图30 所示为中等硬度齿轮由于碾压和敲击作用而造成的表面变形。这个齿轮很可能是受到超载荷，并且在有了初步的损伤之后长期使用，造成表面敲坏。